DE10051580A1 - Hydraulic accumulators, especially bladder accumulators - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydrospeicher, insbesondere Blasen speicher, mit einem Druckbehälter, einem in diesem angeordneten nach giebigen Trennelement, das im Druckbehälter einen an einen gasseitigen Zugang angrenzenden Gasraum von einem Fluidraum trennt, der an einen fluidseitigen Zugang angrenzt, welcher einen Fluid-Anschlußstutzen auf weist, und mit einer am Anschlußstutzen befindlichen Ventilanordnung mit einem Ventilkörper, der normalerweise in seine den Fluiddurchgang freige bende Offenstellung vorgespannt und durch eine Bewegung des Trennele mentes in seine Schließstellung bewegbar ist.The invention relates to a hydraulic accumulator, in particular bubbles memory, with a pressure vessel, one arranged in this after common separating element that one in the pressure vessel to a gas side Access separates adjacent gas space from a fluid space that connects to one adjoining fluid-side access, which has a fluid connection piece points, and with a valve assembly located on the connecting piece a valve body that normally clears the fluid passage in its biased open position and by a movement of the Trennele mentes is movable into its closed position.
Hydrospeicher dieser Art sind handelsüblich. In einem von der Firma Mannesmann Rexroth GmbH herausgegebenen Fachbuch "Der Hydraulik Trainer Band 1" ist auf Seite 165 ein Blasenspeicher der obengenannten Art dargestellt und beschrieben. Bei dem bekannten Blasenspeicher ist die Ven tilanordnung als Sitzventil ausgebildet, wobei am dem Fluidraum zugekehr ten Endrand des Anschlußstutzens als feststehender Ventilsitz eine Kegelflä che ausgebildet ist, die mit einer entsprechenden Kegelfläche an einem Ventilteller des beweglichen Ventilkörpers zusammenwirkt. Dieser ist ähn lich gestaltet wie die bei ventilgesteuerten Verbrennungsmotoren üblichen Steuerventile, d. h. der Ventilteller befindet sich an einem Schaft, der für die zwischen Offenstellung und Schließstellung verlaufende Ventilhubbewe gung in einer Ventilführung geführt ist, die in den Anschlußstutzen einge baut ist.Hydraulic accumulators of this type are commercially available. In a specialist book "Der Hydraulik Trainer Band 1 " published by Mannesmann Rexroth GmbH, a bladder accumulator of the type mentioned above is shown and described on page 165. In the known bladder accumulator, the valve arrangement is designed as a poppet valve, a conical surface being formed on the fluid space facing the end edge of the connecting piece as a fixed valve seat, which cooperates with a corresponding conical surface on a valve plate of the movable valve body. This is designed Lich Lich as the usual control valves in valve-controlled internal combustion engines, ie the valve plate is located on a shaft which is guided for the valve stroke movement between the open position and the closed position in a valve guide which is built into the connecting piece.
Nachteilig hierbei sind die sich ergebenden hohen Herstellungskosten auf grund des erforderlichen Aufwandes für Herstellung und Bearbeitung der durch diese Ventilbauweise bedingten Vielzahl von Einzelteilen. Um eine einwandfreie Funktion der Ventilanordnung zu gewährleisten, muß die in den Anschlußstutzen eingebaute Ventilführung hinsichtlich der Ferti gungstoleranzen, sowohl bezüglich der Fluchtung als auch der Passung, sorgfältig gestaltet sein. Außerdem ist eine entsprechende Bearbeitung der den Ventilsitz bildenden Kegelflächen erforderlich.The disadvantage here is the resulting high manufacturing costs due to the effort required to manufacture and process the a large number of individual parts due to this valve design. To one To ensure proper functioning of the valve assembly, the in the connection pipe built-in valve guide with regard to the ferti tolerances, both in terms of alignment and fit, be carefully designed. A corresponding processing of the conical surfaces forming the valve seat are required.
Der Erfindung stellt sich ausgehend von diesem Stand der Technik die Auf gabe, einen Hydrospeicher zu schaffen, der vergleichsweise einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.The invention is based on this prior art gift to create a hydraulic accumulator that is comparatively simple and is cheaper to produce.
Bei einem Hydrospeicher der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe er findungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenfläche des Anschlußstutzens für den an ihr unmittelbar anliegenden Ventilkörper die Führung für dessen Bewegung zwischen Offenstellung und Schließstellung bildet. Durch den Wegfall einer gesonderten, in den Anschlußstutzen einzubauenden Ventil führung ergibt sich eine wesentliche Verringerung des Aufwandes für Her stellung, Bearbeitung und Zusammenbau.In a hydraulic accumulator of the type mentioned, this task is solved according to the invention in that the inner surface of the connecting piece for the valve body lying directly against it, the guide for it Forms movement between the open position and the closed position. By the Elimination of a separate valve to be installed in the connecting piece management results in a significant reduction in effort for Her positioning, processing and assembly.
Die Herstellung gestaltet sich besonders einfach, wenn die Ventilanordnung in der Art eines Schieberventiles gestaltet ist und der als Ventilgehäuse die nende Anschlußstutzen mit seiner kreiszylindrischen Innenfläche die Kolbenbohrung für den als Schieberkolben ausgebildeten Ventilkörper defi niert.The production is particularly simple if the valve arrangement is designed in the manner of a slide valve and which as the valve housing Nende connecting piece with its circular cylindrical inner surface, the piston bore defi for the valve body designed as a spool ned.
Bei derartigen Ausführungsbeispielen kann die Anordnung so getroffen sein, daß der an den Fluidraum angrenzende Endrand der Kolbenbohrung des Anschlußstutzens die Steuerkante für das Freigeben und Verschließen eines oder mehrerer Fluidkanäle des Schieberkolbens bildet.In such exemplary embodiments, the arrangement can be such that that the end edge of the piston bore of the Connecting piece the control edge for releasing and closing a or more fluid channels of the slide piston forms.
Anzahl und Querschnittsgröße von im Schieberkolben ausgebildeten Boh rungen, die als Fluidkanäle dienen, können so gewählt werden, daß sich beim Fluiddurchtritt eine gewünschte Drosselung ergibt, so daß sich beim Betrieb des Hydrospeichers je nach vorgesehenem Einsatzzweck die jeweils optimalen Dämpfungsverhältnisse ergeben.Number and cross-sectional size of Boh formed in the spool stanchions that serve as fluid channels can be chosen so that when passing fluid results in a desired throttling, so that when Operation of the hydraulic accumulator depending on the intended application result in optimal damping ratios.
Die den Schieberkolben führende Kolbenbohrung kann vorzugsweise an ihrem dem Fluidraum benachbarten Endbereich einen verjüngten Boh rungsabschnitt aufweisen, durch den eine Ringschulterfläche gebildet wird, die in Zusammenwirkung mit einer am Schieberkolben radial vorspringen den Gegenschulterfläche einen Anschlag bildet, an dem der Schieberkolben in der Offenstellung des Ventils anliegt.The piston bore guiding the slide piston can preferably be on a tapered Boh in its end region adjacent to the fluid space tion section through which an annular shoulder surface is formed, projecting radially in cooperation with one on the spool the counter shoulder surface forms a stop on which the slide piston in the open position of the valve.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in detail. Show it:
Fig. 1 einen abgebrochenen Längsschnitt eines Ausführungsbeispie les eines erfindungsgemäßen Blasenspeichers, wobei lediglich der dem fluidseitigen Anschlußstutzen benachbarte Teil des Speichers mit der dem Anschlußstutzen zugeordneten Venti lanordnung, die sich in der Offenstellung befindet, gezeigt ist; Figure 1 is a broken longitudinal section of a Ausführungsbeispie les a bladder memory according to the invention, only the part of the memory adjacent to the fluid-side connection piece with the Venti lanordnung associated with the connection piece, which is in the open position, is shown.
Fig. 2 einen im Vergleich zu Fig. 1 in wesentlich größerem Maßstab gezeigten Längsschnitt nur des Fluid-Anschlußstutzens eines zweiten Ausführungsbeispieles, wobei die Ventilanordnung in der Schließstellung gezeigt ist, und FIG. 2 shows a longitudinal section of the fluid connecting piece of a second exemplary embodiment, shown on a much larger scale in comparison to FIG. 1, the valve arrangement being shown in the closed position, and
Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt, wobei linksseitig und rechtsseitig ein drittes Ausführungsbeispiel bzw. viertes Aus führungsbeispiel dargestellt sind und die Ventilanordnung je weils in der Offenstellung gezeigt ist. Fig. 3 is a section similar to FIG. 1, with a third exemplary embodiment and fourth exemplary embodiment shown on the left and right sides and the valve arrangement being shown in the open position.
In der Zeichnung von Fig. 1 ist vom Druckbehälter 1 nur der dem fluidsei tigen Zugang 3 benachbarte Abschnitt dargestellt. Am nicht gezeigten, ge genüberliegenden Endbereich des Druckbehälters 1 befindet sich ein in üblicher Weise gestalteter gasseitiger Zugang zum Innenraum einer nur in Fig. 3 angedeuteten Speicherblase 5, die das bewegliche Trennelement bil det, welches den in ihrem Innern befindlichen Gasraum 7 vom Fluidraum 9 trennt.In the drawing of Fig. 1 of the pressure vessel 1, only the section adjacent to the fluid side access 3 is shown. At the ge not shown, opposite end portion of the pressure vessel 1 there is a gas-side access to the interior of a storage bladder 5 , which is only indicated in FIG. 3 and which forms the movable separating element bil, which separates the gas space 7 located inside it from the fluid space 9 ,
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist als fluidseitiger Zugang 3 ein Fluid-Anschlußstutzen 11 am benachbarten Ende des Fluidraumes 9 in die Wand des Druckbehälters 1 eingeschweißt. Der Anschlußstutzen 11 ist in Form einer kreiszylindrischen Hülse ausgebildet, die in dem an ihr freies, äußeres Ende anschließenden Abschnitt ein Innengewinde 13 für den Anschluß einer nicht gezeigten Fluidleitung aufweist. In dem dem Flui draum 9 benachbarten Endbereich bildet der Anschlußstutzen 11 eine Kol benbohrung 15, in der ein Schieberkolben 17 verschiebbar geführt ist. Der Anschlußstutzen 11 bildet somit das Ventilgehäuse für ein Schieberventil mit dem als beweglicher Ventilkörper dienenden Schieberkolben 17, der an der Innenfläche der Kolbenbohrung 15 des Anschlußstutzens 11 unmittel bar für seine Bewegung entlang der Längsachse 19 der Kolbenbohrung 15 geführt und zwischen einer in Fig. 1 und 3 gezeigten Offenstellung und einer in Fig. 2 gezeigten Schließstellung bewegbar ist.In the embodiment shown in FIG. 1, a fluid connection stub 11 is welded into the wall of the pressure vessel 1 at the adjacent end of the fluid space 9 as the fluid-side access 3 . The connecting piece 11 is designed in the form of a circular cylindrical sleeve which has an internal thread 13 in the section adjoining its free, outer end for the connection of a fluid line, not shown. In the Flui draum 9 adjacent end region, the connecting piece 11 forms a Kol benbohrung 15 , in which a slide piston 17 is guided. The connecting piece 11 thus forms the valve housing for a slide valve with the slide piston 17 serving as a movable valve body, which is guided directly on the inner surface of the piston bore 15 of the connection piece 11 for its movement along the longitudinal axis 19 of the piston bore 15 and between a in Fig. 1 and 3 open position and a closed position shown in Fig. 2 is movable.
Der Schieberkolben 17 ist durch eine Schrauben-Druckfeder 21 in die in Fig. 1 und 3 gezeigte Offenstellung vorgespannt. Aus dieser Stellung ist er bei einer entsprechenden Ausdehnung der Speicherblase 5, wenn diese gegen die Oberseite 23 des Speicherkolbens 17 drückt, gegen die Kraft der Druckfeder 21 in die in Fig. 2 gezeigte Schließstellung verschiebbar.The slide piston 17 is biased by a helical compression spring 21 into the open position shown in FIGS. 1 and 3. From this position it is when it presses with a corresponding expansion of the bladder 5 against the top 23 of the reservoir piston 17, against the force of the compression spring 21 into the position shown in Fig. 2 slidably closed position.
Die Druckfeder 21 stützt sich mit ihrem vom Schieberkolben 17 abgewand ten Ende an einer Abstützplatte 25 ab, die im Anschlußstutzen 11 an einem am benachbarten Ende der Kolbenbohrung 15 befindlichen Absatz anliegt und bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 durch einen Sicherungsring 27 gehalten ist. Bei dem alternativen Beispiel von Fig. 2 ist die Abstützplatte 25 mittels eines flachen Sprengringes 29 gesichert. Abgesehen von dieser Un terschiedlichkeit entspricht das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 demjenigen von Fig. 1.The compression spring 21 is supported with its end facing away from the spool 17 on a support plate 25 which rests in the connecting piece 11 on a paragraph located at the adjacent end of the piston bore 15 and is held in the embodiment of FIG. 1 by a retaining ring 27 . In the alternative example of FIG. 2, the support plate 25 is secured by means of a flat snap ring 29 . Apart from this un difference, the embodiment of FIG. 2 corresponds to that of FIG. 1st
Die zwischen der Abstützplatte 25 und dem Schieberkolben 17 einge spannte Druckfeder 21 erstreckt sich in eine Axialbohrung 31 hinein, die im Schieberkolben 17, zu der Längsachse 19 konzentrisch, an dessen vom Fluidraum 9 abgewandten Ende ausgebildet ist und im Schieberkolben 17 in Querbohrungen 33 mündet. Diese Querbohrungen verlaufen in der Nä he der Oberseite 23 des Schieberkolbens 17 radial und in rechtem Winkel zueinander, so daß sie sich auf der Längsachse 19 überschneiden. Diese Querbohrungen 33 bilden im Schieberkolben 17 Fluidkanäle, die mit der Ventil-Steuerkante zusammenwirken und die über die Axialbohrung 31 des Schieberkolbens 17 und Durchgangsbohrungen 35 in der Abstützplatte 25 den Fluidzugang zum Fluidraum 9 bilden, wenn sich das Schieberventil in der in Fig. 1 und 3 gezeigten Offenstellung befindet.The between the support plate 25 and the slide piston 17 clamped compression spring 21 extends into an axial bore 31 , which is formed in the slide piston 17 , concentric with the longitudinal axis 19 , at its end facing away from the fluid chamber 9 and opens into transverse bores 33 in the slide piston 17 . These transverse bores run in the vicinity of the top 23 of the slide piston 17 radially and at right angles to one another, so that they overlap on the longitudinal axis 19 . This transverse bores 33 form in the slide piston 17 fluid channels, which cooperate with the valve control edge and which form the fluid access to the fluid chamber 9 via the axial bore 31 of the spool 17 and through holes 35 in the support plate 25 when the gate valve as shown in FIG. 1, and 3 open position shown.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung des Schieberkolbens 17 sind die Mün dungen der Querbohrung 33 durch die am oberen Endrand 37 gebildete Steuerkante des als Ventilgehäuse dienenden Anschlußstutzens 11 abge schlossen, siehe Fig. 2. Wie aus dieser Figur entnehmbar ist, bildet die Kol benbohrung 15 in ihrem Endabschnitt einen verjüngten Bohrungsabschnitt mit einer Ringschulterfläche 39, die in Zusammenwirkung mit einer am Schieberkolben 17 vorgesehenen Gegenschulterfläche 41 (siehe Fig. 2) ei nen Anschlag bildet, der die Bewegung des Schieberkolbens 17 in Richtung auf den Fluidraum 9 hin begrenzt. Fig. 1 zeigt die entsprechende, durch diese Anschlageinrichtung festgelegte Stellung des Schieberkolbens 17.In the position of the slide piston 17 shown in FIG. 2, the openings of the transverse bore 33 are closed by the control edge formed on the upper end edge 37 of the connecting piece 11 serving as the valve housing, see FIG. 2. As can be seen from this figure, the column forms benbohrung 15 in its end portion a tapered bore portion with an annular shoulder surface 39 , which forms a stop in cooperation with a counter shoulder surface 41 provided on the slide piston 17 (see FIG. 2), which limits the movement of the slide piston 17 in the direction of the fluid chamber 9 . Fig. 1, the corresponding, defined by this stopper means indicates position of the slide piston 17.
Bei beiden in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die als Widerlager für die Druckfeder 21 bildende Abstützplatte 25 mit einem Außengewinde versehen und in das in dem Anschlußstutzen 11 endseitig ausgebildete In nengewinde 13 eingeschraubt.In both of the exemplary embodiments shown in FIG. 3, the support plate 25 forming the abutment for the compression spring 21 is provided with an external thread and screwed into the female thread 13 formed in the connection piece 11 at the end.
Bei dem in Fig. 3 rechtsseitig gezeigten Ausführungsbeispiel weist der An schlußstutzen 11 in dem dem Endrand 37 benachbarten Abschnitt ein Au ßengewinde 43 auf, das mit einem entsprechenden Innengewinde der Wand des Druckbehälters 1 verschraubt ist. Die Wandstärke des Druckbe hälters 1 ist zu diesem Zweck im Gewindebereich größer ausgeformt.In the embodiment shown on the right in FIG. 3, the connection spigot 11 in the section adjacent to the end edge 37 has an external thread 43 which is screwed to a corresponding internal thread of the wall of the pressure vessel 1 . The wall thickness of the Druckbe container 1 is formed larger for this purpose in the threaded area.
Das in Fig. 3 linksseitig gezeigte Ausführungsbeispiel weist einen an den Druckbehälter 1 einstückig durch Warm- oder Kaltformen angeformten Anschlußstutzen 11 auf und unterscheidet sich im übrigen nicht von dem in der gleichen Figur rechtsseitig dargestellten Beispiel.The embodiment shown on the left in FIG. 3 has a connecting piece 11 integrally formed on the pressure vessel 1 by hot or cold forming and does not differ from the example shown on the right in the same figure.
Vorstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Form von Blasenspeichern beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß die Erfin dung mit Vorteil gleichermaßen bei Hydrospeichern anderer Bauart, bei spielsweise bei Membranspeichern oder Kolbenspeichern, anwendbar ist.Above, the invention is in the form of exemplary embodiments described by bladder memories. However, it is understood that the inventor with advantage equally with hydraulic accumulators of other types, at for example in the case of diaphragm accumulators or piston accumulators.
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